[發明專利]一種自主式水下航行器數字化舵角檢測裝置及舵角標定方法

在審

• 申請號: 201510955940.0
• 申請日: 2015-12-17
• 公開（公告）號: CN105444664A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 張國成;孫玉山;李岳明;蔣龍杰;吳海波;潘無為;劉亦輝;李優仁;姜大鵬;曹建
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30;G01C1/00
• 代理公司: 哈爾濱市船大專利事務所 23201
• 代理人: 張貴豐

1.一種自主式水下航行器數字化舵角檢測裝置，其特征是：包括垂直舵基準模塊(1)、垂直舵測量模塊(2)、水平舵基準模塊(3)、水平舵測量模塊(4)和數據處理模塊(5)，所述的垂直舵基準模塊(1)、垂直舵測量模塊(2)、水平舵基準模塊(3)和水平舵測量模塊(4)均以MPU9250為核心構成且分別通過RS485串口與數據處理模塊(5)連接，所述的數據處理模塊(5)以AVR單片機為核心構成且通過RS232串口與控制系統即上位機連接。

2.根據權利要求1所述的自主式水下航行器數字化舵角檢測裝置，其特征是：所述的垂直舵基準模塊(1)安裝在AUV主艇體部分，其核心組件MPU9250坐標系的X軸正方向與AUV艇體艏向一致、Z軸與垂直舵舵軸一致；垂直舵測量模塊(2)安裝在垂直舵舵板表面，其核心組件MPU9250坐標系的X軸正方向與AUV艇體艏向一致、Z軸與垂直舵舵軸一致；水平舵基準模塊(3)安裝在AUV主艇體部分，其核心組件MPU9250坐標系的X軸正方向與AUV艇體艏向一致、Y軸與水平舵舵軸一致；水平舵測量模塊(4)安裝在水平舵舵板表面，其核心組件MPU9250坐標系的X軸正方向與AUV艇體艏向一致、Y軸與水平舵舵軸一致。

3.根據權利要求1所述的自主式水下航行器數字化舵角檢測裝置，其特征是：所述的垂直舵基準模塊(1)測量AUV艇體繞MPU9250坐標系Z軸旋轉的角度；垂直舵測量模塊(2)測量垂直舵舵板繞MPU9250坐標系Z軸旋轉的角度；水平舵基準模塊(3)測量AUV艇體繞MPU9250坐標系Y軸旋轉的角度；水平舵測量模塊(4)測量水平舵舵板繞MPU9250坐標系Y軸旋轉的角度；所述的數據處理模塊(5)接收并處理垂直舵基準模塊(1)、垂直舵測量模塊(2)、水平舵基準模塊(3)和水平舵測量模塊(4)傳輸來的角度信息并傳輸給控制系統。

4.根據權利要求1所述的自主式水下航行器數字化舵角檢測裝置，其特征是：所述的垂直舵基準模塊(1)、垂直舵測量模塊(2)、水平舵基準模塊(3)、水平舵測量模塊(4)和數據處理模塊(5)中的所有電子元器件采用貼片封裝，且各模塊整體進行硫化密封處理。

5.根據權利要求1-4任何一項所述的自主式水下航行器數字化舵角檢測裝置，其特征是：垂直舵基準模塊(1)、垂直舵測量模塊(2)、水平舵基準模塊(3)及水平舵測量模塊(4)的具體構成包括第一至第七電阻(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7)、第一至第四電容(C1、C2、C3、C4)、第一至第二二極管(D1、D2)、電源轉換芯片LM317、485通訊芯片MAX485、單片機Atmega8和MPU9250芯片，所述電源轉換芯片LM317輸入端接5V，第一電阻(R1)兩端分別與電源轉換芯片LM317的輸出與調節端連接，第二電阻(R2)兩端分別與電源轉換芯片LM317的調節端和地連接，第一電容(C1)一端接LM317輸入端、另一端接地，第二電容(C2)一端接電源轉換芯片LM317的輸出端、另一端接地，通過第一電阻(R1)和第二電阻(R2)將5V轉成3.3V給各個芯片供電，MPU9250芯片采用SPI通訊模式作為從機與單片機Atmega8通訊，單片機Atmega8的UART通訊端口與485通訊芯片MAX485連接、并用PA1口作為RS485通訊的接收和發送的片選信號。

6.根據權利要求1-4任何一項所述的自主式水下航行器數字化舵角檢測裝置，其特征是：數據處理模塊(5)的具體構成包括第二十一至第二十五電阻(R21、R22、R23、R24、R25)、第二十一至第二十三電容(C21、C22、C23)、通訊芯片MAX232、通訊芯片MAX485和單片機Atmega162，單片機Atmega162的UART0與通訊芯片MAX485連接、并用PA1口產生RS485通訊的接收和發送的片選信號，單片機Atmega162的UART1與通訊芯片MAX232芯片連接。